FR2553202A1

FR2553202A1 - LASER RADIATION DEVIATOR MIRROR MANIPULATOR FOR OPERATING MICROSCOPE

Info

Publication number: FR2553202A1
Application number: FR8415234A
Authority: FR
Inventors: Hartmut Gartner; Klaus Biber; Peter Greve
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1984-10-04
Publication date: 1985-04-12
Also published as: US4607919A; DE3336519A1; FR2553202B1; DE3336519C2; JPS60156026A; GB8424977D0; CH665293A5; GB2149045A; JPH0629891B2; GB2149045B

Abstract

CE MANIPULATEUR SERT A DEPLACER LE FOYER D'UN RAYONNEMENT LASER 1 SUR LE CHAMP OPERATOIRE 2 OBSERVE A TRAVERS LE MICROSCOPE. IL COMPREND UNE TIMONERIE A LEVIER TRANSMETTANT LES MOUVEMENTS D'UNE MANETTE 4 A UN MIROIR 3 QUI PEUT TOURNER AUTOUR DE DEUX AXES. LA SENSIBILITE DE LA TRANSMISSION DU MOUVEMENT PEUT ETRE ADAPTEE AU GROSSISSEMENT CHOISI DU MICROSCOPE PAR LA VARIATION DE LA LONGUEUR D'UN LEVIER DE TRANSMISSION 8.THIS MANIPULATOR IS USED TO MOVE THE FOCUS OF LASER RADIATION 1 ON THE OPERATING FIELD 2 OBSERVED THROUGH THE MICROSCOPE. IT INCLUDES A LEVER TIMONERIE TRANSMITTING THE MOVEMENTS OF A HANDLE 4 TO A MIRROR 3 WHICH CAN ROTATE AROUND TWO AXLES. THE SENSITIVITY OF THE TRANSMISSION OF THE MOVEMENT CAN BE ADAPTED TO THE CHOSEN MAGNIFICATION OF THE MICROSCOPE BY VARIING THE LENGTH OF A TRANSMISSION LEVER 8.

Description

L'invention concerne un manipulateur pour dévier un rayonnement laser surThe invention relates to a manipulator for deflecting laser radiation on

un champ opératoire observé à travers un microscope d'opération, le rayonnement laser étant dirigé sur an operating field observed through an operating microscope, the laser radiation being directed on

un miroir plan que le manipulateur permet de faire tourner au5 tour de deux axes. a plane mirror which the manipulator allows to rotate around two axes.

Par la demande de brevet allemand DE-OS 27 10 995 on By German patent application DE-OS 27 10 995 on

connaît un appareil optique à laser pour opérations sous microscope o un miroir plan est prévu qui oriente le rayonnement laser et un axe optique du microscope, la position du miroir plan étant 10 commandée par un servomécanisme. knows an optical laser device for microscope operations where a plane mirror is provided which directs the laser radiation and an optical axis of the microscope, the position of the plane mirror being controlled by a servomechanism.

L'invention vise à indiquer un mécanisme pour orienter un miroir servant à dévier des rayons laser sur un champ opératoire, qui puisse être commandé manuellement avec finesse et The invention aims to indicate a mechanism for orienting a mirror used to deflect laser rays on an operating field, which can be controlled manually with finesse and

dont la sensibilité soit réglable. whose sensitivity is adjustable.

L'invention prévoit à cet effet une timonerie à levier, servant à orienter le miroir, dont un bras forme une manette orientable dans toutes les directions et dont l'extrémité inférieure présente un épaississement sphérique pourvu d'une cavité cylindrique formant guide qui reçoit l'épaississement sphérique 20 d'un second bras de levier, lequel forme un levier coudé double, dont les bras d'équerre sont reliés au miroir pour le faire tourner. Pour pouvoir changer le rapport de transmission entre To this end, the invention provides a lever linkage, used to orient the mirror, an arm of which forms a lever which can be oriented in all directions and the lower end of which has a spherical thickening provided with a cylindrical cavity forming a guide which receives the 'spherical thickening 20 of a second lever arm, which forms a double bent lever, whose angle arms are connected to the mirror to rotate it. To be able to change the transmission ratio between

les mouvements de la manette et ceux du miroir, il convient que 25 la longueur du second bras de levier soit réglable. the movements of the lever and those of the mirror, the length of the second lever arm should be adjustable.

Dans un exemple de réalisation avantageux de l'invention, la longueur du second bras de levier est réglable par le changement de position de son épaississement sphérique dans le In an advantageous embodiment of the invention, the length of the second lever arm is adjustable by changing the position of its spherical thickening in the

guide cylindrique.cylindrical guide.

Les avantages procurés par l'invention consistent surtout en ce que le rayon laser est dévié sur le champ opératoire dans la même direction que la manette du manipulateur est orientée et que, grâce au rapport de transmission favorable du levier, de grands déplacements de la manette produisent de petits déplacements du rayon laser sur le champ opératoire Un autre gros avantage du manipulateur réside dans la possibilité de changer le rapport de transmission en changeant la longueur du second bras de levier, de sorte que le déplacement du rayon laser sur le champ opératoire peut être adapté à différentes The advantages provided by the invention consist mainly in that the laser beam is deflected on the operating field in the same direction as the joystick of the manipulator is oriented and that, thanks to the favorable transmission ratio of the lever, large displacements of the joystick produce small displacements of the laser beam on the operating field Another big advantage of the manipulator lies in the possibility of changing the transmission ratio by changing the length of the second lever arm, so that the movement of the laser beam on the operating field can be adapted to different

conditions de grossissement dans le microscope d'opération. magnification conditions in the operating microscope.

Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur le dessin et sera décrit plus en détail dans ce qui va suivre Sur le dessin: les figures la-1 d illustrent le principe du mécanisme à levier; la figure 2 est une coupe partielle d'un microscope d'opération dans lequel est intégré un manipulateur pour rayonnement laser; et la figure 3 est une coupe partielle d'une variante de réalisation du mécanisme à levier représenté sur la figure 2. 15 Dans les représentations schématiques des figures la-ld, la référence 4 désigne la manette qui sert à orienter le miroir 3 déplaçant le rayon laser La manette 4 possède à son extrémité inférieure un épaississement sphérique 5 Cet épaississement est pourvu d'une cavité cylindrique 6 qui sert de guide pour un 20 épaississement sphérique 7 mobile dans cette cavité d'un second bras de levier 8 Lorsque la manette 4 est déviée dans le sens y, par exemple de l'angle ,le miroir 3 est tourné de l'angle "e par l'intermédiaire du bras d'équerre 9, lequel est An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail in what follows In the drawing: Figures la-1 d illustrate the principle of the lever mechanism; FIG. 2 is a partial section of an operating microscope in which a manipulator for laser radiation is integrated; and FIG. 3 is a partial section of an alternative embodiment of the lever mechanism shown in FIG. 2. In the schematic representations of FIGS. 1a-1d, the reference 4 designates the lever which serves to orient the mirror 3 moving the laser beam The lever 4 has a spherical thickening at its lower end 5 This thickening is provided with a cylindrical cavity 6 which serves as a guide for a spherical thickening 7 movable in this cavity with a second lever arm 8 When the lever 4 is deflected in the y direction, for example by the angle, the mirror 3 is rotated by the angle "e via the angle arm 9, which is

relié au miroir 3 par une articulation 12 par exemple. connected to the mirror 3 by a hinge 12 for example.

Les représentations schématiques des figures lc et ld font ressortir le mouvement du miroir 3 lorsque la manette 4 est déviée dans le sens x Lorsque la manette 4 est inclinée d'un angle A, le miroir 3 est tourné de l'angleê ' par la rotation du bras d'équerre 10 dans le palier 24 Aux points 11 et 11 a 30 sur les côtés du miroir 3 est articulée, par-exemple, une The schematic representations of Figures lc and ld show the movement of the mirror 3 when the handle 4 is deflected in the direction x When the handle 4 is tilted by an angle A, the mirror 3 is rotated by the angle by rotation of the angle arm 10 in the bearing 24 At points 11 and 11 to 30 on the sides of the mirror 3 is articulated, for example, a

fourche 10 b solidaire du bras d'équerre 10. fork 10 b secured to the square arm 10.

Sur les figures 2 et 3, des éléments ayant la même fonction que dans les représentations schématiques la-id portent In FIGS. 2 and 3, elements having the same function as in the schematic representations la-id bear

les mêmes références.the same references.

Dans la représentation de figure 2, la référence 13 In the representation of Figure 2, the reference 13

désigne une fibre guide-lumière pour la lumière laser 1 utilisée. denotes a light guide fiber for the laser light 1 used.

Comme la longueur d'onde d'un rayonnement laser thérapeutique se situe le plus souvent dans le domaine invisible, il convient de superposer à ce rayonnement thérapeutique un rayonnement laser faisant office de lumière de visée Les rayonnements laser théra5 peutiques et de visée sont élargis par le dispositif optique 15 Le dispositif optique 16 focalise le rayonnement laser sur le champ opératoire 2 apparaissant dans le champ observable Le miroir de déviation 3 est réalisé comme un miroir séparateur qui dirige environ 99 % du rayonnement incident sur le champ opéra10 toire Un filtre 21 de protection contre les rayonnements laser est monté dans la marche 14 des rayons d'observation pour la protection de l'observateur La marche des rayons d'observation 14 tombe sur l'objectif principal 17 et l'oculaire 18 d'un microscope d'opération Les rayons d'éclairement peuvent être ajustés à 15 l'aide de l'élément de déviation 19 Pour régler la grandeur du foyer du rayonnement laser dans le champ opératoire, il est possible, par exemple, de monter le dispositif optique divergent 15 mobile dans le sens de la flèche 22 Lorsque la manette 4 est déplacée, dans le sens x par exemple, le foyer du rayonnement 20 laser se déplace également vers le même côté sur le champ opératoire Lorsque la manette 4 est manoeuvrée dans le sens y, le foyer du rayonnement laser se déplace également du même côté, dans le sens y, sur le champ opératoire La transmission du mouvement dans le sens y s'effectue par le bras d'équerre 10 du sys25 tème à levier, lequel est maintenu par un tenon 23 et par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 10 a en L dans un palier en V et qui est également monté rotatif en 24, de sorte qu'il est tourné dans le sens de la flèche 25 lorsque la manette 4 est déplacée dans le sens x La liaison entre le bras 10 et le miroir 3 30 peut être établie par l'intermédiaire d'une fourche l Ob par exemple Le bras 9 est relié au miroir 3 au point 26 Lorsque la manette 4 est orientée dans le sens y, le bras 9 se déplace dans As the wavelength of a therapeutic laser radiation is most often located in the invisible domain, it is advisable to superimpose on this therapeutic radiation a laser radiation acting as aiming light. The therapeutic laser rays and aiming are widened by the optical device 15 The optical device 16 focuses the laser radiation on the operating field 2 appearing in the observable field The deflection mirror 3 is produced as a separating mirror which directs approximately 99% of the radiation incident on the operating field A filter 21 of protection against laser radiation is mounted in the step 14 of the observation rays for the protection of the observer The step of the observation rays 14 falls on the main objective 17 and the eyepiece 18 of an operating microscope The rays of illumination can be adjusted using the deflection element 19 To adjust the magnitude of the focus of the laser radiation in the operative field it is possible, for example, to mount the divergent optical device 15 movable in the direction of the arrow 22 When the lever 4 is moved, in the x direction for example, the focus of the laser radiation 20 also moves towards the same side on the operating field When the lever 4 is operated in the y direction, the focal point of the laser radiation also moves on the same side, in the y direction, on the operating field The movement is transmitted in the y direction by the square arm 10 of the lever sys25, which is held by a lug 23 and by means of a connecting piece 10a in L in a V-bearing and which is also rotatably mounted at 24, so that 'it is turned in the direction of the arrow 25 when the lever 4 is moved in the direction x The connection between the arm 10 and the mirror 3 30 can be established by means of a fork l Ob for example The arm 9 is connected to the mirror 3 at point 26 When the lever 4 is oriented in the s ens y, arm 9 moves in

le sens de la flèche 27 et transmet son mouvement au miroir 3. the direction of the arrow 27 and transmits its movement to the mirror 3.

Pour diriger le rayonnement laser sur un point quelconque dans To direct the laser radiation at any point in

le champ observable, les bras d'équerre 9 et 10 peuvent effectuer leurs mouvements en même temps. the observable field, the square arms 9 and 10 can perform their movements at the same time.

La vue en coupe de la figure 3 montre un exemple de réalisation avantageux pour le mécanismeà levier Cette figure montre surtout comment s'effectue la variation de la longueur du second bras de levier par le déplacement de l'épaississement sphérique 7 dans la cavité-guide cylindrique 6 de la rotule 5 par le-déplacement d'une tige 30 dans la manette 4 La tige 30 est poussée vers le haut par un ressort 31 et peut être maintenue à sa position ou déplacée par une vis de réglage 28 Le ressort 31 agit également comme élément de contre-pression sur la bille 7 10 pendant le mouvement de la manette' 4 et la maintient en place The sectional view of FIG. 3 shows an advantageous embodiment for the lever mechanism. This figure shows above all how the length of the second lever arm is varied by the displacement of the spherical thickening 7 in the guide cavity. cylindrical 6 of the ball joint 5 by the displacement of a rod 30 in the handle 4 The rod 30 is pushed upwards by a spring 31 and can be held in its position or moved by an adjusting screw 28 The spring 31 acts also as a back-pressure element on the ball 7 10 during the movement of the handle '4 and keeps it in place

lors des manoeuvres de la manette.when operating the joystick.

255320 d 2255 320 d 2

Claims

1 Manipulator for deflecting laser radiation (1) on an operating field (2) observed through an operating microscope, the laser radiation (1) being directed on a plane mirror (3) which the manipulator allows to rotate around two axes, characterized in that, in order to orient the mirror (3), a lever linkage is provided, one arm of which forms a lever (4) orientable in all directions, that this arm has at its lower end a spherical thickening (5 ) provided with a cylindrical cavity (6) forming a guide which receives the spherical thickening (7) of a second lever arm (8) and that the second lever arm (8) forms a double bent lever whose arms angle (9, 10) are connected to the plane mirror to rotate it.

2 Manipulator according to claim 1, characterized in

that the length of the second lever arm (8) is variable.

3 Manipulator according to claim 2, characterized in that the length of the second lever arm (8) is adjustable by changing the position of its spherical thickening (7)

in the cylindrical guide (6).